高半胱氨酸的额外亚甲基使硫醇基更接近羧基，令它能起动化学反应形成一个五元环，称为高半胱氨酸硫内酯。当氨基酸正常地与它的毗邻形成一个肽键就会产生这种反应。高半胱氨酸所以是不适合与蛋白质混合，这是因含有高半胱氨酸的蛋白质会自行分解。

高半胱氨酸是从S-腺苷基蛋氨酸透过两个反应步骤途径形成，并能回转成蛋氨酸，或经过转硫途径而回转为半胱氨酸或牛磺酸。虽然高半胱氨酸可以回转为半胱氨酸，医|学教育网搜集整理但没有证据显示人类直接食用高半胱氨酸会转化为半胱氨酸。